CN115838347A - 一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法及其制品和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顺式β‑阿朴‑12’‑胡萝卜醛的异构提取方法及其制品和应用，该异构提取方法包括以下步骤：1)将含顺式β‑阿朴‑12’‑胡萝卜醛的物料与酸、溶剂混合均匀，降温进行异构反应，至有固体析出；2)升温继续进行异构反应，得到含全反式异构体占比80％以上的混合液，将所述全反式异构体从所述混合液中结晶析出，进行提取。本发明提供的顺式β‑阿朴‑12’‑胡萝卜醛的异构提取方法，异构提取操作简单，提取收率高，原料易得、成本低，适合工业的大规模进行。

Description

一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法及其制品和 应用

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，尤其涉及一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法及其制品和应用。

背景技术

β-阿朴-12’-胡萝卜醛是合成阿朴类胡萝卜素的关键中间体，主要用于β-阿朴-8’-胡萝卜醛、β-阿朴-8’-胡萝卜素酸乙酯、枳橙黄素、隐黄质和β-胡萝卜素的合成中。阿朴类胡萝卜素是类胡萝卜素中重要的组成部分，在食品中主要应用于食用油脂、人造奶油、果酱、果冻及饮品类产品的着色；在饲料工业中广泛应用于肉禽，尤其是肉鸡的皮肤、脚胫、脂肪的着色以及禽类蛋黄的着色。

目前，世界上较大的类胡萝卜素产品制造商(如Roche公司)均将阿朴胡萝卜素类化合物产品作为主要的产品生产，可见其具有十分广阔市场前景。已报道的β-阿朴-12’-胡萝卜醛的合成方法主要有Wittig法和HWE法等，其合成产物中包含β-阿朴-12’-胡萝卜醛的顺式异构体。

例如，Wittig法合成β-阿朴-12’-胡萝卜醛且已实现工业化的路线为C15+C10，其中C15为乙烯基-β-紫罗兰醇，C10为2,7-二甲基-2,4,6-辛三烯-1,8-二醛，用该路线制备得到的β-阿朴-12’-胡萝卜醛存在9-Z、13-Z、13’-Z和9,13’-二-Z异构体等多种顺式异构体，各顺式异构体的结构式如图1所示。产物中顺式异构体占比高达20％左右，其一方面在β-阿朴-12’-胡萝卜醛的制备后处理过程中不能以固体的形式析出；另一方面从结晶母液中萃取后为粘稠膏状物，难以过滤提纯，不利于直接用于后续反应，影响最终产品的质量和收率。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述技术问题的技术方案。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种异构化操作简单、提取收率高的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，包括以下步骤：

1)将含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料与酸、溶剂混合均匀，降温进行异构反应，至有固体析出；

2)升温继续进行异构反应，得到含异构出的全反式异构体的混合液，将所述全反式异构体从所述混合液中结晶析出。

优选地，所述酸与顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的摩尔比为(0.1～0.2):1。

优选地，所述酸为无机酸；所述的溶剂为极性溶剂；先将无机酸分散于极性溶剂中得到酸溶液，再将所述酸溶液加入含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料中。

优选地，顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的结构包括9-Z、13-Z、15-Z、13’-Z、9,13-二-Z、9,13’-二-Z或13,13’-二-Z异构体中的一种或两种以上的组合物。

进一步地，还包括进一步提取步骤：将析晶后的混合液中未完全异构化的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛作为含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料继续进行异构提取。

进一步地，降温进行异构反应的条件为：温度降至10℃以下，异构反应0.5～3.0h；升温进行异构反应的条件为：温度不高于20℃，异构反应21.0～23.0h；异构完毕，混合液中全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛含量占比≥80％。

进一步地，步骤2)中，结晶析出的过程为：向异构化反应后的混合液中加入溶剂体积8％～12％的水，然后降温析晶；经抽滤，洗涤，得全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体。

进一步地，洗涤所用洗涤液为碱性的90％的乙醇溶液；洗涤至滤液呈中性。

本发明的另一目的是提供一种β-阿朴-12’-胡萝卜醛，所述β-阿朴-12’-胡萝卜醛是通过本发明第一目的提供的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法提取得到的。

本发明的又一目的是提供一种通过本发明第一目的提供的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法提取得到的β-阿朴-12’-胡萝卜醛作为有机合成中间体的应用。

相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，将含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料与酸、溶剂混合均匀，通过调控混合液的温度，先降温异构至有固体析出后再升温异构，最后使混合液中的全反式异构体结晶析出，母液中的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛继续重复异构提取操作，直至完成提取。该异构提取方法操作简单，提取收率高，适合工业化大规模进行。此外，本发明所采用的反应原料易得、成本低，采用无水乙醇、浓硫酸等大宗工业产品，极具工业价值；另本发明在顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取过程中也没有使用危险性高的原材料，产物中无有害的副产物残留，生产过程中安全性高，产物符合使用标准。

附图说明

图1为部分β-阿朴-12’-胡萝卜醛的顺式异构体的结构式；图中：(a)为9-Z结构、(b)为13-Z结构、(c)为15-Z结构、(d)为13’-Z结构、(e)为9,13-二-Z结构、(f)为9,13’-二-Z结构、(g)为13,13’-二-Z结构；

图2为本发明提供的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法的流程图之一；

图3为本发明提供的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法的流程图之二。

具体实施方式

参见图2～3，图2为本发明提供的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法的流程图之一；图3为本发明提供的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法的流程图之二。

本发明提供的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，包括以下步骤：

1)将含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料与酸、溶剂混合均匀，降温进行异构反应，至有固体析出；

2)升温继续进行异构反应，得到含全反式异构体的混合液，将所述全反式异构体从所述混合液中结晶析出。

待异构化至有全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体开始析出后，自然升温继续进行异构化，可将已析出的全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体中包埋的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛慢慢溶出再进行异构化，直至监控至全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛占比80％以上，进行析晶提取。

本发明提供的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，实现了将工业生产过程中难以直接利用的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛异构提取为相应的全反式异构体，并以固体形式析出，异构提取操作简单，提取的产物可以直接利用。

在一个实施例中，所述酸与顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的摩尔比为(0.1～0.2):1，具体可以是0.1:1、0.12:1、0.14:1、0.16:1、0.18:1、0.2:1或0.1:1～0.2:1之间的任一比值。

在一个实施例中，所述酸为无机酸；所述的溶剂为极性溶剂；先将无机酸分散于极性溶剂中得到酸溶液，再将所述酸溶液加入含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料中。

在一个实施例中，顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的顺式结构包括9-Z、13-Z、15-Z、13’-Z、9,13-二-Z、9,13’-二-Z或13,13’-二-Z异构体中的一种或两种以上的组合物。

在一个实施例中，还包括进一步提取步骤：将析晶后的混合液中未完全异构化的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛作为含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料继续进行异构提取。

在一个实施例中，降温进行异构反应的条件为：温度降至10℃以下，异构反应0.5～3.0h，具体可以是0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h或0.5～3.0h间的任一点值；升温进行异构反应的条件为：温度不高于20℃，异构反应21.0～23.0h，具体可以是21h、21.5h、22h、22.5h、23h或21.0～23.0h间的任一点值；异构完毕，混合液中全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛含量占比≥80％，具体可以是80％、85％、90％、95％、100％或80％～100％间的任一点值。

在一个实施例中，对于步骤2)，结晶析出的过程为：向异构化反应后的混合液中加入溶剂体积8％～12％的水，具体可以是8％、9％、10％、11％、12％或8％～12％间的任一点值，优选10％，然后降温析晶；经抽滤，洗涤，得全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体。

加入的水少于10％时，体系中溶剂占比大于90％，析出的全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体减少，提取收率偏低；加入的水多于10％时，则其它杂质也会一起析出，导致析出的β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体含量不合格。在一个实施例中，洗涤所用洗涤液为碱性的90％的乙醇溶液；洗涤至滤液呈中性。

洗涤溶剂的水占比控制在10％左右，水少于10％，会洗去溶走较多的全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体，提取收率偏低；水多于10％，溶剂占比低于90％，不能将析出的全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体中的杂质去除，导致全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体含量不合格。

本发明还提供了一种β-阿朴-12’-胡萝卜醛，所述β-阿朴-12’-胡萝卜醛是通过上述实施例中的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法提取得到的。

本发明还提供了一种通过上述实施例中的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法提取得到的β-阿朴-12’-胡萝卜醛作为有机合成中间体的应用。

下面详细讨论了本发明的各个实施例，显然，这仅仅是出于说明的目的进行的，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，包括以下步骤：

1)氮气保护下，往装有230.0g含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛料液(纯度37.06％，纯品85.2g，全反式异构体占比58.68％)的三口瓶中加入4.29g浓硫酸(用量为β-阿朴-12’-胡萝卜醛纯品摩尔量的18％)溶于220ml无水乙醇的溶液，得到异构溶液；

2)将异构溶液搅拌均匀，降温至10℃以下，异构2.7h后开始有固体析出；

3)自然升温，期间控制异构溶液内温不高于20℃，异构23.0h后HPLC监控异构化进程至全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛占比达86.55％，停止异构化；

4)异构化完毕，向异构化后的异构溶液中加入24.4g水，降温至15℃，搅拌0.5h使全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛结晶析出，过滤得到滤饼；

5)用150mL调至碱性的90％乙醇水(pH＝8.50)将滤饼洗涤至中性，将中性滤饼过滤后再用160mL 90％乙醇水洗涤，洗涤后的滤饼抽干得到β-阿朴-12’-胡萝卜醛湿品；

6)湿品经60℃真空烘干得88.44g干品，HPLC检测干品中全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛含量84.44％，提取收率87.65％。

7)结晶母液与洗涤母液合并减压浓缩回收乙醇，减压至100mbar左右，回收含水乙醇，浓缩物移至分液漏斗，分别用200mL石油醚萃取2次，合并有机相再各用200mL 80％乙醇水洗涤2次，浓缩抽干得到母液料68.3g。

实施例2

一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，包括以下步骤：

1)氮气保护下，往装有230.0g含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛料液(纯度34.83％，纯品80.0g，全反式异构体占比58.53％)的三口瓶中加入4.68g浓硫酸(用量为β-阿朴-12’-胡萝卜醛纯品摩尔量的20％)溶于240ml无水乙醇的溶液，得到异构溶液；

2)将异构溶液搅拌均匀，降温至10℃以下，异构2.0h后开始有固体析出；

3)自然升温，期间控制异构溶液内温不高于20℃，异构21.1h后HPLC监控异构化进程至全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛占比达83.62％，停止异构化；

4)异构化完毕，向异构化后的异构溶液中加入26.7g水，降温至15℃，搅拌0.5h使全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛结晶析出，过滤得到滤饼；

5)用160mL调至碱性的90％乙醇水(pH＝8.00)将滤饼洗涤至中性，将中性滤饼过滤后再用150mL90％乙醇水洗涤，洗涤后的滤饼抽干得到β-阿朴-12’-胡萝卜醛湿品；

6)湿品经60℃真空烘干得80.63g干品，HPLC检测干品中全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛含量88.29％，提取收率88.99％。

7)结晶母液与洗涤母液合并减压浓缩回收乙醇，减压至100mbar左右，回收含水乙醇，浓缩物移至分液漏斗，分别用200mL石油醚萃取2次，合并有机相再各用200mL 80％乙醇水洗涤2次，浓缩抽干得到母液料66.4g。

实施例3

一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，包括以下步骤：

1)氮气保护下，往装有230.0g含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛料液(纯度35.66％，纯品82.0g，全反式异构体占比53.90％)的三口瓶中加入3.44g浓硫酸(用量为β-阿朴-12’-胡萝卜醛纯品摩尔量的15％)溶于200ml无水乙醇的溶液，得到异构溶液；

2)将异构溶液搅拌均匀，降温至10℃以下，异构3.0h后开始有固体析出；

3)自然升温，期间控制异构溶液内温不高于20℃，异构23.0h后HPLC监控异构化进程至全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛占比达87.96％，停止异构化；

4)异构化完毕，向异构化后的异构溶液中加入22.2g水，降温至15℃，搅拌0.5h使全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛结晶析出，过滤得到滤饼；

5)用170mL调至碱性的90％乙醇水(pH＝8.20)将滤饼洗涤至中性，将中性滤饼过滤后再用160mL90％乙醇水洗涤，洗涤后的滤饼抽干得到β-阿朴-12’-胡萝卜醛湿品；

6)湿品经60℃真空烘干得87.21g干品，HPLC检测干品中全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛含量86.36％，提取收率91.85％。

7)结晶母液与洗涤母液合并减压浓缩回收乙醇，减压至100mbar左右，回收含水乙醇，浓缩物移至分液漏斗，分别用200mL石油醚萃取2次，合并有机相再各用200mL 80％乙醇水洗涤2次，浓缩抽干得到母液料60.5g。

实施例4

一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，包括以下步骤：

1)氮气保护下，往实施例1～3回收的β-阿朴-12’-胡萝卜醛母液料(纯度13.32％，纯品26.0g，全反式异构体占比59.65％)的三口瓶中加入1.45g浓硫酸(用量为β-阿朴-12’-胡萝卜醛纯品摩尔量的20％)溶于200ml无水乙醇的溶液，得到异构溶液；

2)将异构溶液搅拌均匀，降温至10℃以下，异构3.0h后开始有固体析出；

3)自然升温，期间控制异构溶液内温不高于20℃，异构22.8h后HPLC监控异构化进程至全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛占比达84.72％，停止异构化；

4)异构化完毕，向异构化后的异构溶液中加入22.2g水，降温至15℃，搅拌0.5h使全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛结晶析出，过滤得到滤饼；

5)用160mL调至碱性的90％乙醇水(pH＝8.05)将滤饼洗涤至中性，将中性滤饼过滤后再用160mL90％乙醇水洗涤，洗涤后的滤饼抽干得到β-阿朴-12’-胡萝卜醛湿品；

6)湿品经60℃真空烘干得23.72g干品，HPLC检测干品中全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛含量81.73％，提取收率74.56％。

7)结晶母液与洗涤母液合并减压浓缩回收乙醇，减压至100mbar左右，回收含水乙醇，浓缩物移至分液漏斗，分别用200mL石油醚萃取2次，合并有机相再各用100mL 80％乙醇水洗涤3次，浓缩抽干得到母液料52.8g。

上述实施例中，异构化条件温和，操作简单，反应使用的原料是无水乙醇和浓硫酸，原料易得、成本低，且产物中没有其他有害的副产物残留，生产过程中安全性高，提取收率能达到90％以上。提取过程中的乙醇可以进行回收使用，且实施例4中通过将其他批次提取过程的结晶母液与洗涤母液合并进行的重复异构化，大大提高了顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取收率，具有极高的工业价值，适合工业上的大规模使用。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料与酸、溶剂混合均匀，降温进行异构反应，至有固体析出；

2)升温继续进行异构反应，得到含异构出的全反式异构体的混合液，将所述全反式异构体从所述混合液中结晶析出。

2.如权利要求1所述的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，其特征在于，所述酸与顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的摩尔比为(0.1～0.2):1。

3.如权利要求1所述的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，其特征在于，所述酸为无机酸；所述的溶剂为极性溶剂；先将无机酸分散于极性溶剂中得到酸溶液，再将所述酸溶液加入含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料中。

4.如权利要求1所述的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，其特征在于，顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的结构包括9-Z、13-Z、15-Z、13’-Z、9,13-二-Z、9,13’-二-Z或13,13’-二-Z异构体中的一种或两种以上的组合物。

5.如权利要求1～4任一项所述的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，其特征在于，还包括进一步提取步骤：将析晶后的混合液中未完全异构化的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛作为含顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的物料继续进行异构提取。

6.如权利要求5所述的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，其特征在于，降温进行异构反应的条件为：温度降至10℃以下，异构反应0.5～3.0h；升温进行异构反应的条件为：温度不高于20℃，异构反应21.0～23.0h；异构完毕，混合液中全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛含量占比≥80％。

7.如权利要求1所述的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，其特征在于，步骤2)中，结晶析出的过程为：向异构化反应后的混合液中加入溶剂体积8％～12％的水，然后降温析晶；经抽滤，洗涤，得全反式β-阿朴-12’-胡萝卜醛固体。

8.如权利要求7所述的一种顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法，其特征在于，洗涤所用洗涤液为碱性的90％的乙醇溶液；洗涤至滤液呈中性。

9.一种β-阿朴-12’-胡萝卜醛，其特征在于，所述β-阿朴-12’-胡萝卜醛是通过权利要求1～8任一项所述的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法提取得到的。

10.一种通过权利要求1～8任一项所述的顺式β-阿朴-12’-胡萝卜醛的异构提取方法提取得到的β-阿朴-12’-胡萝卜醛作为有机合成中间体的应用。

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